MX2014006516A - Catalizadores de oxidación diesel, sistemas y métodos de tratamiento. - Google Patents

Catalizadores de oxidación diesel, sistemas y métodos de tratamiento.

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Abstract

Se describen catalizadores de oxidación diesel que comprenden una primera capa de revestimiento que incluye un metal de grupo platino impregnado en un soporte no zeolítico promovido. El promotor es uno o más de estaño, manganeso, indio, metales del grupo VIII. También se describen métodos para hacer y usar el catalizador de oxidación diesel, incluyendo sistemas de tratamiento de emisiones.

Description

CATALIZADORES DE OXIDACIÓN DIESEL, SISTEMAS Y MÉTODOS DE TRATAMIENTO CAMPO TÉCNICO Se describen catalizadores de oxidación diesel (DOC) para sistemas de emisiones de escape de motores diesel y métodos para su fabricación y uso. Las modalidades específicas se refieren a catalizadores de oxidación diesel que comprenden uno o más de estaño y manganeso como promotores de la actividad.
ANTECEDENTES El escape de motores diesel es una mezcla heterogénea que contiene no solo emisiones de gases tales como monóxido de carbono ("CO"), hidrocarburos no quemados ("HC") y óxidos de nitrógeno ("NOx"), sino también materiales de fase condensada (líquidos y sólidos) que constituyen las denominadas partículas o material particulado. A menudo, las composiciones de catalizador y sustratos donde las composiciones se colocan se proveen en sistemas de escape de motores diesel para convertir determinados componentes de escape o todos estos en componentes inocuos. Por ejemplo, los sistemas de escape de diesel pueden contener uno o más de un catalizador de oxidación diesel, un filtro de hollín y un catalizador para la reducción del NOx.
Los catalizadores de oxidación que contienen metales del grupo del platino, metales base y combinaciones de estos, son conocidos por facilitar el tratamiento del escape de motores diesel fomentando la conversión de los contaminantes gaseosos HC y CO y una proporción del material particulado mediante oxidación de estos contaminantes en dióxido de carbono y agua. Tales catalizadores estaban contenidos generalmente en unidades denominadas catalizadores de oxidación diesel (DOC), que se colocan en el escapa de motores diesel para tratar el escape antes de emitirse a la atmósfera. Además de las conversiones de HC, CO gaseosos y material particulado, los catalizadores de oxidación que contienen metales del grupo del platino (que están típicamente dispersos en un soporte de óxido refractario) también promueven la oxidación de óxido nítrico (NO) en NO2. El total de emisiones de material particulado de escape de diesel incluye tres componentes principales. Un componente es la fracción carbonácea sólida, seca, sólida o fracción de hollín. Esta materia carbonosa seca contribuye a las emisiones de hollín visibles comúnmente relacionadas con el escape de diesel. Un segundo componente del material particulado es la fracción orgánica soluble ("SOF"). La SOF puede existir en escape de diesel ya sea como vapor o como aerosol (gotitas finas de condensado líquido) según la temperatura del escape diesel. Está generalmente presente como líquidos condensados a la temperatura de recogida de partículas estándar de 52 °C en escape diluido, según lo prescribe una prueba de medición estándar, tal como U.S. Heavy Duty Transient Federal Test Procedure. Estos líquidos provienen de dos fuentes: (1 ) aceite lubricante barrido desde las paredes del cilindro del motor cada vez que los pistones suben y bajan; y (2) combustible diesel no quemado o parcialmente quemado.
El tercer componente del material particulado es la denominada fracción de sulfato. La fracción de sulfato está formada por pequeñas cantidades de componentes de azufre presentes en el combustible diesel. Se forman pequeñas porciones de SO3 durante la combustión del diesel, que a cambio se combina rápidamente con agua en el escape para formar ácido sulfúrico. El ácido sulfúrico se recoge como una fase condensada con las partículas como aerosol, o se adsorbe en los otros componentes de partícula, y por ende se suma a la masa de TPM.
A medida que las normativas sobre las emisiones se vuelven más rigurosas, existe el objetivo constante de desarrollar sistemas catalizadores de oxidación diesel (DOC) que proveen un mejor rendimiento, por ejemplo, rendimiento de encendido. El otro objetivo es utilizar componentes de DOC, por ejemplo, las zeolitas y paladio, lo más eficazmente posible.
COMPENDIO Un aspecto se refiere a un artículo catalizador. A continuación se enumeran varias modalidades. Se entenderá que las modalidades enumeradas a continuación pueden combinarse no solo tal como se enumera a continuación, sino en otras combinaciones adecuadas de acuerdo con el alcance de la invención.
En la modalidad uno, el artículo catalizador tiene una primera capa de revestimiento que comprende un primer metal del grupo de platino que comprende platino Impregnado en soporte no de zeolita promovido con un promotor que se selecciona del grupo que consiste en estaño, manganeso, indio, metal del grupo VIII y combinaciones de estos.
La modalidad dos incluye una modificación del artículo catalizador de la modalidad 1 , que comprende además una segunda capa de revestimiento que comprende un segundo metal de grupo de platino en un soporte.
La modalidad tres incluye una modificación del artículo catalizador de cualquiera de las modalidades uno o dos, que comprende además una capa interior de revestimiento que no comprende sustancialmente metal de grupo de platino, la capa interior de revestimiento está ubicada entre el sustrato y la primera capa de revestimiento.
La modalidad cuatro incluye una modificación del artículo catalizador de cualquiera de las modalidades uno a tres, donde menos de o igual a alrededor de 10 % del total del metal del grupo de platino se encuentra en la segunda capa de revestimiento.
La modalidad cinco incluye una modificación del artículo catalizador de cualquiera de las modalidades uno a cuatro, donde el promotor está en solución sólida con el soporte no de zeolita.
La modalidad seis incluye una modificación del artículo catalizador de cualquiera de las modalidades uno a cinco, donde el soporte no de zeolita es alúmina.
La modalidad siete incluye una modificación del artículo catalizador de cualquiera de las modalidades uno a seis, donde el primer metal del grupo de platino comprende una mezcla de platino y paladio.
La modalidad ocho incluye una modificación del artículo catalizador de cualquiera de las modalidades dos a siete, donde uno o más de la primera capa de revestimiento y la segunda capa de revestimiento comprende además una zeolita.
La modalidad nueve incluye una modificación del artículo catalizador de cualquiera de las modalidades dos a ocho, donde la primera capa de revestimiento y la segunda capa de revestimiento están sustancialmente libres de zeolita.
La modalidad diez incluye una modificación del artículo catalizador de cualquiera de las modalidades uno a nueve, donde el promotor está presente en una cantidad de hasta alrededor de 50 % en peso.
La modalidad 11 incluye una modificación del artículo catalizador de cualquiera de las modalidades uno a 10, donde el soporte no de zeolita promovido está promovido con manganeso, indio e iridio.
La modalidad 12 incluye una modificación del artículo catalizador de cualquiera de las modalidades uno a 10, donde el soporte no de zeolita promovido está promovido con un promotor que comprende manganeso e indio.
La modalidad 13 incluye una modificación del artículo catalizador de cualquiera de las modalidades uno a 10, donde el soporte no de zeolita promovido está promovido con un promotor que comprende manganeso.
La modalidad 14 incluye una modificación del artículo catalizador de cualquiera de las modalidades uno a 10, donde el soporte no de zeolita promovido comprende uno o más de estaño, manganeso, indio e iridio.
La modalidad 15 incluye una modificación del artículo catalizador de cualquiera de las modalidades uno a 11 , donde el promotor comprende manganeso en una cantidad de hasta alrededor de 1 g/in3, iridio en una cantidad de hasta alrededor de 0,01 g/in3 e indio en una cantidad de hasta alrededor de 0,1 g/in3.
La modalidad 16 incluye una modificación del artículo catalizador de cualquiera de las modalidades uno a 11 , donde el promotor comprende menos de o igual a alrededor de 0,17 g/in3 de manganeso, menos de o igual a alrededor de 0,0035 g/in3 de iridio y más de o igual a alrededor de 0,067 g/in3.
La modalidad 17 incluye una modificación del artículo catalizador de cualquiera de las modalidades uno a 11 , donde el promotor comprende estaño en una cantidad de hasta alrededor de 0,2 g/in3, indio en una cantidad de hasta alrededor de 0,2 g/in3 e iridio en una cantidad de hasta alrededor de 0,01 g/in3.
La modalidad 18 incluye una modificación del artículo catalizador de cualquiera de las modalidades uno a 17, donde el sustrato comprende un monolito de flujo de pared que tiene múltiples conductos que se extienden longitudinalmente formados por paredes que se extienden longitudinalmente limitando y definiendo tales conductos.
La modalidad 19 se refiere a un método para tratar una corriente de gas de escape emitida por un motor diesel que comprende pasar la corriente de gas de escape a través del artículo catalítico de cualquiera de las modalidades 1-18.
La modalidad 20 incluye una modificación del método de la modalidad 19, donde el promotor está en solución sólida con el soporte no de zeolita.
La modalidad 21 incluye una modificación del método de la modalidad 19 o 20, donde el soporte no de zeolita promovido comprende manganeso, indio e iridio.
La modalidad 22 se refiere a un sistema de tratamiento de escape que comprende: un motor diesel; y un catalizador de oxidación diesel colocado detrás de y en comunicación fluida con el motor diesel, el catalizador de oxidación diesel comprende un sustrato con una primera capa de revestimiento colocada sobre el sustrato, la primera capa de revestimiento comprende un metal del grupo de platino que comprende platino impregnado en un soporte no de zeolita promovido, el promotor se selecciona del grupo que consiste en estaño, manganeso, indio, metal del grupo VIII y combinaciones de estos.
La modalidad 23 incluye una modificación del sistema de tratamiento de escape de la modalidad 22, donde el promotor está en solución sólida con el soporte no de zeolita.
La modalidad 24 incluye una modificación del sistema de tratamiento de escape de la modalidad 22 o 23, donde el soporte no de zeolita promovido comprende manganeso, indio e iridio.
La modalidad 25 incluye una modificación del sistema de tratamiento de escape de cualquiera de las modalidades 22-24, donde el soporte no de zeolita promovido comprende manganeso.
La modalidad 26 comprende una modificación del sistema de tratamiento de escape de cualquiera de las modalidades 22-25, que comprende además al menos un catalizador adicional ubicado detrás del motor, delante del catalizador de oxidación diesel y en comunicación fluida con ambos.
La modalidad 27 comprende una modificación del sistema de tratamiento de escape de cualquiera de las modalidades 22-26, que comprende además al menos un catalizador adicional ubicado detrás y en comunicación fluida con el catalizador de oxidación diesel.
La modalidad 28 se refiere a un método para realizar un artículo catalizador que comprende: impregnar un soporte no de zeolita promovido con un metal del grupo de platino que comprende platino, el soporte no de zeolita promovido tiene un promotor seleccionado del grupo que consiste en estaño, manganeso, indio, metal del grupo VIII y combinaciones de estos; secar y calcinar para fijar el metal del grupo de platino en el soporte no de zeolita promovido; formar una suspensión de revestimiento que comprende el soporte no de zeolita promovido calcinado; y revestir un sustrato con la suspensión de revestimiento.
La modalidad 29 incluye una modificación del método de la modalidad 28, donde el promotor está en solución sólida con el soporte no de zeolita.
La modalidad 30 incluye una modificación del método de la modalidad 28 o 29, donde el promotor comprende manganeso, indio e iridio.
La modalidad 31 incluye una modificación del método de cualquiera de las modalidades 28-30, donde el promotor comprende estaño, indio e iridio.
BREVE DESCRIPCIÓN DE LAS FIGURAS La Figura 1 muestra un corte transversal de un artículo catalítico de acuerdo con una o más modalidades de la invención; la Figura 2 muestra un corte transversal de un artículo catalítico de acuerdo con una o más modalidades de la invención; la Figura 3 muestra una vista en perspectiva de un sustrato del filtro de flujo de pared; y la Figura 4 muestra una vista de corte de una sección de un sustrato de filtro de flujo de pared; la Figura 5 muestra una descripción esquemática de una modalidad de un sistema de tratamiento de emisión; la Figura 6 muestra una descripción esquemática de una modalidad de un sistema de tratamiento de emisión; la Figura 7 muestra las temperaturas de encendido del hidrocarburo para varias muestras que incluyen uno o más de manganeso, iridio e indio de acuerdo con una o más modalidades de la invención; la Figura 8 muestra las temperaturas de encendido de CO para varias muestras que incluyen uno o más de manganeso, iridio e indio de acuerdo con una o más modalidades de la invención; la Figura 9 muestra las temperaturas de encendido de NO para varias muestras que incluyen uno o más de manganeso, iridio e indio de acuerdo con una o más modalidades de la invención; la Figura 10 muestra el porcentaje de conversión de NO a 200 °C para varias muestras que incluyen uno o más de manganeso, iridio e indio de acuerdo con una o más modalidades de la invención; la Figura 11 muestra el porcentaje de conversión de NO a 350°C para varias muestras que incluyen uno o más de manganeso, iridio e indio de acuerdo con una o más modalidades de la invención; la Figura 12 muestra el porcentaje de conversión de hidrocarburo en función de la temperatura para muestras recientemente preparadas que incluyen uno o más de iridio, indio y estaño de acuerdo con una o más modalidades de la invención; la Figura 13 muestra el porcentaje de conversión de hidrocarburo en función de la temperatura para las muestras de la Figura 12 luego de añejarse de acuerdo con una o más modalidades de la invención; la Figura 14 muestra el porcentaje de conversión de NO como función de temperatura para muestras añejadas que incluyen uno o más de iridio, indio y estaño de acuerdo con una o más modalidades de la invención; la Figura 15 muestra la temperatura de encendido del motor para monóxido de carbono e hidrocarburos para muestras realizadas de acuerdo con una o más modalidades de la invención; y la Figura 16 muestra la relación de NO2/NOX como función de temperatura para muestras realizadas de acuerdo con una o más modalidades de la invención.
DESCRIPCIÓN DETALLADA Antes de describir varios ejemplos de modalidades de la invención, debe entenderse que la invención no se limita a los detalles de construcción o etapas del proceso establecidos en la siguiente descripción. La invención es capaz de otras modalidades y ser practicada o llevada a cabo de varias maneras.
Tal como se usa en esta memoria descriptiva y las reivindicaciones adjuntas, las formas singulares "un", "una", "el" y "la" incluyen referencias plurales, a no ser que el contexto indique claramente lo contrario. Por ende, por ejemplo, la referencia a "un catalizador" incluye una mezcla de dos o más catalizadores, y similares.
Los siguientes términos tendrán, a efectos de esta solicitud, los significados correspondientes establecidos a continuación.
Las "corrientes de gas pobres" que incluyen corrientes de escape pobres son corrientes de gas que tienen ? > 1 ,0.
"Períodos pobres" se refieren a períodos de tratamiento de escape donde la composición de gas de escape es pobre, es decir, tiene un ? > 1 ,0.
"Componentes de metal del grupo de platino" se refieren a metales del grupo de platino o uno de sus óxidos.
"Componentes metálicos de tierras raras" se refieren a uno o más óxidos de la serie de lantano definidos en la Tabla Periódica de Elementos, que incluye lantano, cerio, praseodimio y neodimio.
"Las corrientes de gas ricas" que incluyen corrientes de escape ricas son corrientes de gas que tienen un ? < 1 ,0.
"Períodos ricos" se refieren a períodos de tratamiento de escape donde la composición de gas de escape es rico, es decir, tiene un ? < 1 ,0.
"Revestimiento" tiene su significado habitual en la técnica de un revestimiento delgado y adherente de un material catalítico u otro material aplicado a un sustrato refractario, tal como un sustrato de monolito de flujo continuo de panal o un sustrato de filtro, que es lo suficientemente poroso como para permitir que el gas que se está tratando pase a través de eso.
"Metales del grupo VIII" son hierro, cobalto, níquel, rutenio, rodio, paladio, osmio, iridio y platino.
En un catalizador de oxidación, los hidrocarburos no volátiles y gaseosos no quemados (es decir, SOF) y monóxido de carbono son quemados en gran parte para formar dióxido de carbono y agua. Asimismo, una proporción sustancial del NO del componente NOx está oxidada a NO2 en el catalizador de oxidación. La proporción aumentada de NO2 en el NOx debido a la acción catalítica del catalizador de oxidación facilita la reducción del NOx para los componentes catalíticos que siguen el DOC, tal como CSF y SCR, en comparación con corrientes de escape que contienen proporciones menores NO2 en el componente de NOx.
El catalizador de oxidación puede formarse a partir de cualquier composición que proporcione una combustión eficaz de hidrocarburos no volátiles y gaseosos no quemados (es decir, SOF) y monóxido de carbono. Asimismo, el catalizador de oxidación debe ser eficaz para convertir una proporción sustancial del NO del componente NOx en NO2. Tal como se usa en la presente, el término "conversión sustancial de NO del componente NOx en NO2" significa una conversión de NO en O2 de al menos alrededor de 5% o al menos alrededor de 10% o al menos alrededor de 20%, y específicamente de al menos alrededor de 30% sobre el ciclo de conducción. Las composiciones de catalizador pueden recubrirse sobre sustratos de monolito de flujo continuo de panal formados de materiales cerámicos o metálicos refractarios (por ejemplo, cordierita). De manera alternativa, los catalizadores de oxidación pueden formarse en sustratos de espuma metálica o cerámica que son conocidos en la técnica. Estos catalizadores de oxidación, en virtud del sustrato sobre el que están recubiertos (por ejemplo, espuma cerámica de células abiertas), y/o en virtud de su actividad catalítica de oxidación intrínseca proporcionan algún nivel de remoción de partículas.
Según pruebas de laboratorio de motor dyno y reactor de encendido, los catalizadores de oxidación diesel incorporados de estaño y manganeso ofrecen propiedades superiores de encendido en comparación con las de los catalizadores de referencia. Las Figuras 1 y 2 muestran ejemplos transversales de artículos catalizadores de acuerdo con varias modalidades de la invención. Una o más modalidades de la invención se refieren a artículos catalíticos que comprenden un sustrato 10 que tiene una primera capa de revestimiento 12 que comprende un primer metal del grupo de platino impregnado en un soporte no de zeolita promovido. En modalidades detalladas, el soporte no de non zeolita está promovido con un promotor que se selecciona del grupo que consiste en estaño, manganeso, metales del grupo VIII y combinaciones de estos.
El promotor en el soporte no de zeolita puede estar presente en concentraciones adecuadas. En modalidades detalladas, el promotor está presente en una cantidad de hasta alrededor de 10% en peso del soporte. En modalidades específicas, el promotor está presente en una cantidad de hasta y que incluye alrededor de 50% en peso del soporte. En varias modalidades, el promotor está presente en una cantidad de hasta y que incluye alrededor de 1%, 2%, 3%, 4%, 6%, 7%, 8%, 9%, 11%, 12%, 13%, 14%, 15%, 20%, 25%, 30%, 35%, 40% o 45%. En modalidades específicas, el promotor está en solución sólida con el soporte no de zeolita.
El soporte de la primera capa de revestimiento 12 puede ser cualquier soporte adecuado tal como se describe más adelante. En modalidades específicas, el soporte promovido es un material no zeolítico. En modalidades detalladas, el material no zeolítico se selecciona del grupo que consiste en compuestos de aluminio (por ejemplo, alúmina), compuestos de zirconio (por ejemplo, zirconia), compuestos de cerio (por ejemplo, ceria), zeolitas, compuestos de silicio (por ejemplo, sílice), compuestos de titanio (por ejemplo, titania), óxidos metálicos base y combinaciones de estos. En modalidades específicas, el soporte de la primera capa de revestimiento 12 es alúmina. En algunas modalidades, el soporte de la primera capa de revestimiento 12 comprende además una zeolita. En modalidades detalladas, la zeolita es una beta-zeolita. En otras modalidades, el soporte de la primera capa de revestimiento 12 está sustancialmente libre de zeolitas. Tal como se usa en esta memoria descriptiva y en las reivindicaciones adjuntas, el término "sustancialmente libre de zeolitas" significa que hay menos de alrededor de 5% de zeolitas en peso en el soporte.
De acuerdo con algunas modalidades, el soporte de la primera capa de revestimiento 12 está promovido con un material que reduce el CO y la temperatura de encendido del hidrocarburo, y aumenta la producción de NO2. En modalidades detalladas, el soporte está promovido por uno o más de estaño, manganeso e indio. En modalidades específicas, el soporte está promovido por estaño. En otras modalidades específicas, el soporte está promovido por manganeso. En la tercera modalidad específica, el soporte está promovido por indio y estaño. En aun otra modalidad específica, el soporte está promovido por indio y manganeso.
En modalidades detalladas, el metal del grupo de platino comprende platino. En modalidades específicas, el metal del grupo de platino comprende una mezcla de platino y paladio. En algunas modalidades, la primera capa de revestimiento 12 tiene un primera carga de metal del grupo de platino en el intervalo de alrededor de 5 g/ft3 a alrededor de 150 g/ft3. En varias modalidades, el primer metal del grupo de platino tiene una carga en el intervalo de alrededor de 50 g/ft3 a alrededor de 00 g/ft3, o en el intervalo de alrededor de 70 g/ft3 a alrededor de 80 g/ft3, o alrededor de 72 g/ft3. En modalidades específicas, el primer metal del grupo de platino no es únicamente paladio.
Las composiciones basadas en metales del grupo de platino adecuadas para usar en la formación del catalizador de oxidación también se describen en la patente estadounidense No. 5,100,632 (la patente '632), incorporada a continuación mediante esta referencia. La patente '632 describe composiciones que tienen una mezcla de platino, paladio, rodio, y rutenio y un óxido de metal alcalinotérreo tal como óxido de magnesio, óxido de calcio, óxido de estroncio, u óxido de bario con una relación atómica entre el metal del grupo de platino y el metal alcalinotérreo de alrededor de 1 :250 a alrededor de 1 :1 , y preferentemente alrededor de 1 :60 a alrededor de 1 :6.
Las composiciones de catalizador adecuadas para el catalizador de oxidación pueden también formarse usando metales base como agentes catalíticos. Por ejemplo, la patente estadounidense No. 5,491 ,120 (cuya descripción se incorpora a la presente en su totalidad mediante esta referencia) describe composiciones de catalizador de oxidación que incluyen un material catalítico que tienen un área de superficie BET de al menos alrededor de 10 m2/g y consisten esencialmente en un segundo óxido metálico en lote que puede ser uno o más de titania, zirconia, ceria-zirconia, sílice, alúmina-sílice y alfa-alúmina.
Algunas modalidades comprenden además una segunda capa de revestimiento 14 que comprende un segundo metal del grupo de platino en un soporte. En modalidades específicas, la segunda capa de revestimiento tiene un carga de metal del grupo de platino en el intervalo de alrededor de 25 g/in3 a alrededor de 150 g/ft3. En modalidades más específicas, el metal del grupo de platino tiene una carga en el intervalo de alrededor de 50 g/ft3 a alrededor de 110 g/ft3, o en el intervalo de alrededor de 70 g/ft3 a alrededor de 90 g/ft3, o alrededor de 80 g/ft3. El segundo metal del grupo de platino de modalidades específicas comprende platino, paladio o mezclas de platino y paladio.
En una o más modalidades, la cantidad del segundo metal del grupo de platino está presente en una cantidad de menos de o igual a alrededor de 25% de la concentración total de metal del grupo de platino. En modalidades detalladas, el segundo metal del grupo de platino está presente en una cantidad de menos de o igual a alrededor de 20%. En modalidades específicas, la cantidad del segundo metal del grupo de platino está presente en una cantidad de menos de o igual a alrededor de 10% de la concentración total de metal del grupo de platino.
Algunas modalidades tienen una segunda capa de revestimiento 14 que comprende además zeolita. En modalidades detalladas, una o más de la primera capa de revestimiento 12 y la segunda capa de revestimiento 14 comprende además una zeolita. En modalidades específicas, la segunda capa de revestimiento 14 está sustancialmente libre de zeolitas. En una o más modalidades, tanto la primera capa de revestimiento 12 y como la segunda capa de revestimiento 14 están sustancialmente libres de zeolita.
En la modalidad que se muestra en la Figura 2, el artículo catalítico comprende además una capa interior de revestimiento 16. La capa interior de revestimiento 16 puede incluir una zeolita o material no zeolítico. La carga de la capa interior de revestimiento 16 de modalidades específicas está en el intervalo de alrededor de 0,2 g/in3 a alrededor de 5 g/in3. En modalidades más específicas, la carga está en el intervalo de alrededor de 0,5 g/in3 a alrededor de 4 g/in3, o en el intervalo de alrededor de 0,7 g/in3 a alrededor de 3 g/in3, o en el intervalo de alrededor de 0,8 g/in3 a alrededor de 2 g/in3, o en el intervalo de alrededor de 0,9 g/in3 a alrededor de 1 ,5 g/in3, o alrededor de 1 g/in3.
En modalidades detalladas, la capa interior de revestimiento 16 incluye sustancialmente ningún metal del grupo de platino y está ubicado entre el sustrato 10 y la primera capa de revestimiento 12. Tal como se usa en esta memoria descriptiva y modalidades adjuntas, el término "sustancialmente libre de metal del grupo de platino" significa que los metales del grupo de platino no se agregan intencionalmente a la capa interior de revestimiento 16 a una concentración mayor que alrededor de 1 g/ft3. De manera adicional, "sustancialmente libre de metales del grupo de platino" excluye metales del grupo de platino que pueden migrar hacia la capa a través de procesos de difusión de capas o materiales adyacentes.
Modalidades adicionales tienen el soporte no de zeolita promovido adicionalmente promovido con indio e iridio. En modalidades detalladas, el promotor comprende manganeso en una cantidad de hasta alrededor de 1 g/in3, iridio en una cantidad de hasta alrededor de 0,01 g/in3 e indio en una cantidad de hasta alrededor de 0,2 g/in3. En modalidades específicas, el promotor comprende menos de o igual a alrededor de 0,17 g/in3 de manganeso, menos de o igual a alrededor de 0,0035 g/in3 de iridio y más de o igual a alrededor de 0,067 g/in3. En algunas modalidades, el promotor comprende estaño en una cantidad de hasta alrededor de 0,2 g/in3, indio en una cantidad de hasta alrededor de 0,2 g/in3 e iridio en una cantidad de hasta alrededor de 0,01 g/in3.
Sustratos El sustrato puede ser cualquiera de los materiales usados típicamente para preparar catalizadores, y comprenderán preferentemente una estructura cerámica o metálica de panal. Se empleará cualquier sustrato adecuado, tal como un sustrato monolítico del tipo que tiene conductos de flujo de gas paralelos y finos, que se extienden a través de este desde una cara de entrada o salida del sustrato, de forma que los conductos estén abiertos para el flujo de fluido a través de este (denominado como sustratos de flujo continuo de panal). Los conductos, que son básicamente vías rectas desde su entrada de fluido a su salida de fluido, están definidos por paredes donde el material catalítico está recubierto como un revestimiento de modo que los gases que pasan a través de los conductos tienen contacto con el material catalítico. Los conductos de flujo del sustrato monolítico son canales de pared fina, que pueden ser de cualquier tamaño y forma transversal adecuados tales como trapezoidal, rectangular, cuadrada, sinusoidal, hexagonal, oval, circular, etc. Tales estructuras pueden contener desde alrededor de 60 a alrededor de 600 o más aberturas de entrada de gas (es decir, celdas) por pulgada cuadrada de sección transversal.
Las Figuras 3 y 4 ilustran un sustrato de filtro de flujo de pared 30 que tiene múltiples conductos 32. Las paredes internas 33 del sustrato de filtro encierran los conductos en forma tubular. El sustrato tiene un extremo de entrada 34 y un extremo de salida 36. Se conectan conductos alternos en el extremo de entrada con las clavijas de entrada 38, y en el extremo de salida con clavijas de salida 40 para formar patrones de tablero de damas opuestos en la entrada 34 y la salida 36. Una comente de gas 42 ingresa a través de la entrada de canal desconectada 44, es detenida por la clavija de salida 46 y se difunde a través de las paredes del canal 33 (que son porosas) hacia el lado de salida 48. El gas no puede volver a pasar al lado de entrada de las paredes debido a las clavijas de entrada 38.
Los sustratos de flujo de pared para usarse en el sistema inventivo pueden incluir panales de paredes porosas y delgadas (monolitos) a través de los cuales pasa la corriente de fluido sin causar un aumento demasiado grande de la contrapresión o presión a través del artículo. Los sustratos de flujo de pared de cerámica usados en el sistema se pueden formar de un material que tiene una porosidad de al menos 40% (por ejemplo, de 40 a 75%) con un tamaño de poro promedio de al menos 10 micrones (por ejemplo, de 10 a 30 micrones).
En modalidades específicas donde se aplica funcionalidad extra, los sustratos pueden tener una porosidad de al menos 59% y tienen un tamaño de poro promedio de entre 10 y 20 micrones. Cuando los sustratos con estas porosidades y estos tamaños de poro promedio se revisten con las técnicas descritas a continuación, se pueden cargar niveles adecuados de composiciones de catalizador deseadas en los sustratos. Igualmente estos sustratos pueden retener características de flujo de escape adecuadas, es decir, contrapresiones aceptables, pese a la carga de catalizador. La patente estadounidense n.° 4,329,162 se incorpora a la presente mediante esta referencia respecto de la descripción de sustratos de flujo de pared adecuados.
Los filtros de flujo de pared típicos en uso comercial se forman típicamente con porosidades de pared menores, por ejemplo, de alrededor de 42% a 50%. En general, la distribución del tamaño del poro de filtros de flujo de pared comercial es típicamente muy amplia con un tamaño de poro promedio menor que 25 micrones.
El filtro de flujo de pared porosa se puede catalizar en el sentido que la pared del elemento tiene sobre este o contenido en este uno o más materiales catalíticos. Los materiales catalíticos pueden estar presentes solo en el lado de entrada de la pared del elemento, solo en el lado de salida, tanto el lado de entrada como el de salida o la pared en sí puede consistir total o parcialmente del material catalítico. Esta invención incluye el uso de una o más capas de revestimiento de materiales catalíticos y combinaciones de una o más capas de revestimiento de materiales catalíticos en la pared de entrada y/o salida del elemento. El filtro se puede revestir con cualquiera de una variedad de medios conocidos en la técnica.
Los sustratos útiles para los catalizadores de la presente invención también pueden ser metálicos y pueden estar compuestos por uno o más metales o aleaciones de metal. Los sustratos metálicos se pueden utilizar en varias formas tales como lámina corrugada o forma monolítica. Los soportes metálicos preferidos incluyen los metales resistentes al calor y aleaciones de metal tales como titanio y acero inoxidable así como otras aleaciones donde el hierro es un componente sustancial o principal. Estas aleaciones pueden contener uno o más de níquel, cromo y/o aluminio y la cantidad total de estos metales ventajosamente puede comprender al menos 15% en peso de la aleación, por ejemplo, 10-25 % en peso de cromo, 3-8 % en peso de aluminio y hasta 20 % en peso de níquel. Las aleaciones también pueden contener cantidades pequeñas o de traza de uno o más metales diferentes tales como manganeso, cobre, vanadio, titanio y similares. La superficie o los sustratos de metal se pueden oxidar a altas temperaturas, por ejemplo, 1000 °C y más, para mejorar la resistencia a la corrosión de las aleaciones formando una capa de óxido de las superficies de los sustratos. Esta oxidación inducida a alta temperatura puede mejorar la adherencia del soporte de óxido de metal refractario y promover catalíticamente los componentes de metal en el sustrato.
Sustratos de filtro de flujo de pared (también denominados monolitos de flujo de pared) y sustratos de flujo de pared, están compuestos por materiales tipo cerámica tales como cordierita, a-alúmina, carburo de silicio, titanato de aluminio, nitruro de silicio, zirconia, mullita, espodumena, alúmina-sílice-magnesio o silicato de zirconio o de material poroso refractario. Los sustratos de flujo de pared también se pueden formar de materiales de compuesto de fibra de cerámica. El monolito de flujo de pared de otras modalidades es uno o más de titanato de aluminio, cordierita, carburo de silicio, óxidos de metal y cerámicas. Sustratos de flujo de pared específicos se forman de cordierita, carburo de silicio y titanato de aluminio. Estos materiales pueden resistir al ambiente, particularmente altas temperaturas, a las que se enfrenta al tratar las corrientes de escape.
En modalidades alternativas, uno o todos las composiciones de catalizador se pueden depositar en un sustrato de espuma de célula abierta. Estos sustratos se conocen en la técnica y se forman típicamente de materiales metálicos o cerámicos refractarios.
El revestimiento de los sustratos de flujo de pared con composición de catalizador se logra sumergiendo los sustratos verticalmente en una parte de la suspensión de catalizador de modo que el segundo de los sustratos se ubique justo por arriba de la superficie de la suspensión. De esta forma, la suspensión entra en contacto con la cara de entrada de cada pared de panal, pero se evita que entre en contacto con la cara de salida de cada pared. La muestra se deja en la suspensión por alrededor de 30 segundos. El sustrato se retira de la suspensión y se retira el exceso de suspensión del sustrato de flujo de pared primero dejando que drene de los canales, luego soplándolo con aire comprimido (contra la dirección de la penetración de la suspensión) y luego extrayendo un vacío de la dirección de la penetración de suspensión. Al usar esta técnica, la suspensión de catalizador impregna las paredes del sustrato e igualmente los poros no se ocluyen en la medida én que la contrapresión indebida se acumule en el sustrato terminado. Tal como se usa en la presente, el término "impregnar", cuando se usa para describir la dispersión de la suspensión de catalizador del sustrato, significa que la composición del catalizador se dispersa a través de la pared del sustrato.
Los sustratos revestidos se secan típicamente a alrededor de 100 °C y se calcinan a una mayor temperatura (por ejemplo, 300 °C a 450 °C). Luego de la calcinación, la carga de catalizador se puede determinar a través del cálculo de los pesos revestidos y no revestidos del sustrato. Como será evidente para los expertos en la técnica, la carga de catalizador se puede modificar alterando el contenido de sólidos de la suspensión de revestimiento. De manera alternativa, se pueden realizar inmersiones repetidas del sustrato en la suspensión de revestimiento, seguido de remoción del exceso de suspensión como se describe anteriormente.
El catalizador se dispersa en un material de soporte adecuado tal como un óxido refractario con área de superficie alta y buena estabilidad térmica tal como un óxido de aluminio de área de superficie alta. Además, las alúminas estabilizadas con un segundo óxido son soportes adecuados. La estabilización de lantana de alúmina proporciona un soporte adecuado para catalizadores de metal de grupos preciosos. Además, las mezclas de alúminas son soportes adecuados. También se pueden utilizar otras alúminas que se modifican o tratan con óxidos tales como S1O2, Zr02, T1O2, etc. para proporcionar la estabilización o químicas de superficie mejoradas. Se pueden usar otros materiales de soporte adecuados que incluyen, de modo no taxativo, Zr02 y Ti02. Además de los óxidos de soporte discutidos anteriormente, puede resultar útil incluir otros óxidos catalíticamente funcionales para incorporar la zona catalítica. Ejemplos de estos incluyen Ce02, ?Gß?-? , V205, y MnÜ2 y combinaciones de estos y mezclas de óxido de solución sólida, etc. Estos óxidos pueden contribuir a quemar hidrocarburos, especialmente hidrocarburos derivados de combustible pesado y coque/hollín depositado de dismutación (es decir, deshidrogenación o deshidrogenación oxidativa) del combustible inyectado y de este modo proporcionar actividad de combustión adicional a la zona catalítica y evitar la desactivación del PGM por el coque derivado de hidrocarburos de deposición.
Métodos y sistemas de tratamiento de emisión Modalidades adicionales de la Invención se refieren a métodos para tratar una corriente de gas de escape emitida por un motor diesel donde la corriente de gas de escape incluye hollín, monóxido de carbono e hidrocarburos. Los métodos comprenden pasar la corriente de gas de escape a través de un artículo catalítico como se describe en la presente.
Una modalidad de un sistema de tratamiento de emisión 50 se ¡lustra esquemáticamente en la Figura 5. El escape que contiene contaminantes gaseosos (incluyendo hidrocarburos no quemados, monóxido de carbono y NOx) y materia de partículas se transportan desde el motor 51 a un catalizador de oxidación 52 con una estructura como se describe en la presente. En el catalizador de oxidación 52, los hidrocarburos no volátiles y gaseosos no quemados (es decir, SOF) y monóxido de carbono son quemados en gran parte para formar dióxido de carbono y agua.
Otras modalidades del sistema de tratamiento de emisión se muestran en la Figura 6. En una o más modalidades, el sistema de tratamiento de emisiones comprende además un catalizador adicional 53 ubicado detrás del motor y delante del catalizador de oxidación diesel 52 y en comunicación fluida con ambos. El catalizador adicional puede ser una o más partes de un filtro de hollín (catalizado o no catalizado), un catalizador de oxidación de amoníaco, un catalizador SCR.
En varias modalidades, el sistema también puede comprender uno o más catalizadores adicionales 54 ubicados detrás de y en comunicación fluida con el catalizador de oxidación diesel 52. El catalizador adicional puede ser cualquier catalizador adecuado. En modalidades específicas el catalizador adicional 54 es un filtro de hollín. En estas modalidades, la remoción de partes sustanciales de la SOF usando el catalizador de oxidación 52, en particular, ayuda a prevenir una deposición muy grande de material particulado en un filtro de hollín (es decir, obstrucción) que se puede ubicar detrás del sistema en algunas modalidades. Además, una parte importante del NO del componente NOx se oxida a NO2 en el catalizador de oxidación 52.
Algunas modalidades también pueden incluir inyectores de aire o reductor 56 que pueden agregar combustible u oxígeno a la corriente de gas de escape. El inyector 56 también puede incluir un dispositivo de medición 55 que permite controlar la cantidad de aire o reductor inyectado.
Ejemplos Las siguientes preparaciones muestran, genéricamente, el procedimiento empleado para preparar muestras de acuerdo con varias modalidades de la invención. Los expertos en la técnica entenderán que las cantidades de los ingredientes individuales se pueden ajustar para dar como resultado artículos catalíticos con características de desempeño variadas.
Preparación de la capa interior Una alúmina de área de superficie baja (con un área de superficie menor que alrededor de 100 m2/g) se agregó a una cantidad adecuada de agua y ácido acético para obtener una solución con un contenido de sólidos de alrededor de 44% y un pH menor que 3,2. Luego la mezcla se molió a una temperatura constante entre alrededor de 15 y alrededor de 25 °C para obtener una suspensión final con una D90 de alrededor de 14 µ?t?. Se agregó agua para lograr un contenido de sólidos final en la suspensión de alrededor de 43% en peso. Un sustrato monolítico se revistió con la suspensión a una carga de alrededor de 1 ,0 g/in3 luego del secado. El monolito revestido se calcinó a alrededor de 450 °C.
Preparación de la primera capa Alrededor de 80% del volumen de poro de una alúmina se impregnó con una solución de Pd y se agitó durante alrededor de 15 minutos. La cantidad de Pd se eligió para tener una concentración final luego del revestimiento de alrededor de 40 g/ft3. Se mezcló un polvo de hidróxido de bario con el soporte de alúmina impregnado. Se agregó agua para llenar el 20% restante del volumen de poro y el polvo resultante se agitó durante alrededor de 15 minutos.
El polvo de alúmina impregnado se mezcló con una cantidad de agua y una solución de Pt se agregó a la mezcla. La cantidad de Pt se eligió para tener una concentración final luego del revestimiento de alrededor de 72 g/ft3. El pH se ajustó con ácido tartárico y ácido nítrico para obtener una solución con un contenido de sólidos total de alrededor de 37% en peso y un pH de alrededor de 4. Luego la suspensión se molió a temperatura constante entre alrededor de 15 y alrededor de 25 °C para reducir el tamaño de partículas a una D90 de alrededor de 16 pm. Se agregó agua a la suspensión molida para reducir el contenido de sólidos a alrededor de 35% en peso y se agregó azúcar igual a alrededor de 6% de la cantidad de alúmina.
Los monolitos previamente revestidos con la capa interior se revistieron con la suspensión de primera capa para obtener una carga total de alrededor de 2,6 g/in3 luego del secado. Los monolitos revestido se calcinaron a alrededor de 450 °C.
Para preparar las suspensiones de primera capa modificada con estaño y manganeso, se usó alúmina que contenía alrededor de 5 % en peso de estaño o manganeso en vez de alúmina. No se cambiaron otros parámetros del proceso.
Preparación de la segunda capa Alúmina porosa con un área de superficie en el intervalo de alrededor de 100 m/g a alrededor de 200 m2/g y ácido acético se mezcló con agua para tener una solución con un contenido de sólidos de alrededor de 40% en peso, un pH entre alrededor de 3,8 y alrededor de 4,5 y una viscosidad menor que alrededor de 200 cP. La solución se molió para reducir el tamaño de partículas a una D90 de alrededor de 20 µ?t? a temperatura constante entre alrededor de 15 y alrededor de 25 °C.
Se agregaron soluciones que contienen agua y Pt a una zeolita H-Beta pre molida y se mezclaron durante 30 minutos. La cantidad de Pt se eligió para tener una concentración de Pt global luego del revestimiento de alrededor de 80 g/ft3. El contenido de sólidos objetivo para esta pre-suspensión de Zeolita fue de alrededor de 40% en peso.
La frita de alúmina y la pre-suspensión de Zeolita se mezclaron y el pH se ajustó con ácido acético a un valor entre alrededor de 3,8 y alrededor de 4,2. Se agregaron agua y aglutinante de alúmina coloidal a la mezcla para obtener una suspensión con un contenido de sólidos de alrededor de 35% y un pH entre alrededor de 3,0 y alrededor de 4,2. Luego la suspensión se molió a temperatura constante entre alrededor de 15 y alrededor de 25 °C para reducir el tamaño de partículas a una D90 de alrededor de 15 pm. Se agregaron agua y una cantidad adecuada de azúcar igual a alrededor de 3% del contenido de sólidos seco a la suspensión molida para obtener una solución final con un contenido de sólidos de alrededor de 32% en peso.
Los monolitos previamente revestidos con la capa interior y primera capa se revistieron con la suspensión de segunda capa para obtener una carga total de alrededor de 3,3 g/in3 luego del secado. Los monolitos revestidos se calcinaron luego a alrededor de 450 °C.
Preparaciones de muestras promovidas Se prepararon muestras de manera similar a la descripción general que antecede con cantidades variables de uno o más de indio, iridio, manganeso y estaño. Las muestras se evaluaron en un reactor de laboratorio.
La Tabla 1 incluye una lista de muestras que incluyen varias cantidades de indio, iridio y manganeso. Las muestras se prepararon de acuerdo con la preparación genérica descrita. Cada una de las muestras incluye una carga de metal de grupo de platino de alrededor de 30 g/ft3 con una relación platino a paladio de 10:1.
Tabla 1 Muestra In Ir Mn Carga total Ref 0 0 0 2, 079 1 0, 100 0, 000 0, 000 2, 179 2 0,000 0,010 0, 000 0,089 3 0, 000 0, 000 1, 000 3, 079 4 0, 050 0, 005 0, 000 2, 134 5 0,050 0, 000 0, 500 2, 629 6 0, 000 0, 005 0, 500 2, 584 7 0, 033 0, 003 0, 333 2,449 8 0, 067 0, 002 0, 167 2, 314 9 0, 017 0, 007 0, 167 2, 269 10 0, 017 0,002 0, 667 2, 764 11 0, 100 0, 000 0, 000 2, 179 12 0, 000 0, 000 1, 000 3, 079 13 0, 000 0, 010 0, 000 2, 089 14 0,000 0, 005 0, 500 2, 584 Se realizaron estudios de reactor de laboratorio con una muestra de 1 ,5 pulgadas por 3,0 pulgadas de cada composición en la Tabla 1. La composición de gas de alimentación era de 14% O2, 4% de C02, 5% de H20, 1060 vppm de CO, 33 vppm de propileno, 30 vppm de decamo; 100 vppm NO. La velocidad espacial fue de 50.000 h"1. El barrido de temperatura comprendía calentamiento de alrededor de 80 °C a alrededor de 380 °C a alrededor de 10 °C/min; mantener durante 10 minutos a alrededor de 380 °C y enfriamiento de alrededor de 380 °C a alrededor de 80 °C a alrededor de 10 °C/min.
La Figura 7 muestra las temperaturas de encendido de hidrocarburos para varias muestras de la Tabla 1. La muestra 12 mostró una temperatura de encendido casi igual a la de la muestra de referencia, donde cada una de las muestras restantes está alrededor de 27 °C de la referencia. La Figura 8 muestra la temperatura de encendido para monóxido de carbono para varias muestras de la Tabla 1. La mayoría de las muestras mostró temperaturas de encendido menores que la de la muestra de referencia.
Las Figuras 9 a 11 mostraron porcentajes de conversión y encendido para varias muestras de la Tabla 1. La Figura 9 muestra la temperatura de encendido para las muestras de las Figuras 7 y 8. Las Figuras 10 y 11 muestran el porcentaje de conversión de NO a 200 °C y 350 °C, respectivamente. Las muestras de las Figuras 10 y 11 se añejaron en un 10% de vapor a alrededor de 800 °C durante 12 horas.
La Tabla 2 incluye una lista de muestras que incluyen varias cantidades de indio, iridio y estaño. Las muestras se prepararon de acuerdo con la preparación genérica descrita anteriormente. Cada una de las muestras incluye una carga de metal de grupo de platino de alrededor de 30 g/ft3 con una relación platino a paladio de 10:1.
Tabla 2 Se realizaron estudios de reactor de laboratorio en las muestras enumeradas en la Tabla 2 de acuerdo con los estudios para las de la Tabla 1. Los resultados se presentan en las Figuras 12 a 14. La Figura 12 muestra la conversión porcentual de hidrocarburos en función de temperatura para muestras recién extraídas de la Tabla 2. Cada una de las muestras promovidas mostró una disminución de la temperatura de encendido (la temperatura a la cual se logra 50% conversión) para hidrocarburos en comparación con la muestra de referencia. La Figura 13 muestra el porcentaje de conversión de hidrocarburos luego de añejar las muestras a alrededor de 700 °C durante alrededor de 10 horas en 10% de corriente en aire. Las muestras promovidas siguieron mostrando temperaturas de encendido menores que la de la muestra de referencia.
La Figura 14 muestra una gráfica del porcentaje de conversión de NO para muestras añejadas de la Tabla 2. Las muestras se añejaron a alrededor de 700 °C por alrededor de 10 horas en 10% de corriente en aire. Se puede ver a partir de esta gráfica que las muestras promovidas tuvieron un porcentaje de conversión significativamente mayor que la muestra de referencia.
Muestras de motor 19-21 Las muestras para evaluación de motor se prepararon de forma similar a las muestras anteriores. La preparación de la capa interior y la primera capa se prepararon de acuerdo con la descripción que antecede. Los monolitos usados con estas muestras eran generalmente cilindricos con un diámetro de alrededor de 5,66 pulgadas y una longitud de alrededor de 3 pulgadas. Los monolitos tienen una densidad celular de alrededor de 400 células por pulgada cuadrada. Cada monolito se revistió primero con la capa interior y luego con la primera capa como se describe anteriormente.
La segunda capa se preparó mezclando alúmina porosa con un área de superficie en el intervalo de alrededor de 100 m2/g a alrededor de 150 m2/g y ácido acético se mezclaron con agua para tener una solución con un contenido de sólidos de alrededor de 44% en peso y un pH entre alrededor de 3,8 y alrededor de 4,5. La solución se molió para reducir el tamaño de partículas a una D90 de alrededor de 20 pm a temperatura constante entre alrededor de 15 y alrededor de 25 °C.
Se agregaron soluciones que contienen agua y Pt a una zeolita H-Beta pre molida y se mezclaron durante 30 minutos. La cantidad de Pt se eligió para que tuviera una concentración de Pt global luego de revestir alrededor de 120 g/ft3 con una relación Pt:Pd de alrededor 2:1. El contenido de sólidos objetivo para esta pre-suspensión de Zeolita fue de alrededor de 40% en peso a un pH objetivo en el intervalo de alrededor de 3,8 a alrededor de 4,2.
La frita de alúmina y la pre-suspensión de Zeolita se mezclaron y el pH se ajustó con ácido acético a un valor entre alrededor de 3,0 y alrededor de 4,2. Se agregaron agua y un aglutinante de alúmina coloidal a la mezcla para obtener una suspensión con un contenido de sólidos de alrededor de 35%. Luego la suspensión se molió a temperatura constante entre alrededor de 15 y alrededor de 25 °C para reducir el tamaño de partículas a una D90 de alrededor de 15 pm. Se agregaron agua y una cantidad apropiada de azúcar a la suspensión molida para obtener una solución final con un contenido de sólidos de alrededor de 32% en peso y un pH objetivo en el intervalo de alrededor de 3,0 y alrededor de 4,2.
Los monolitos previamente revestidos con la capa interior y primera capa se revistieron con la suspensión de segunda capa para tener una carga total de alrededor de 3,28 g/in3 luego del secado. Los monolitos revestidos se calcinaron luego a alrededor de 450 °C.
Preparaciones de muestras promovidas Las muestras se prepararon de forma similar a la descripción genérica que antecede con alrededor de 5% en peso de estaño o manganeso. La Tabla 3 resume las muestras que se evaluaron en un motor de 2,0 L.
Tabla 3 Muestra Sn Mn 19 (Referencia) 0 ( 20 5 0 21 0 5 La Figura 15 muestra una gráfica de la temperatura de encendido para monóxido de carbono (medida al nivel de 50%) e hidrocarburos (medidos al nivel de 70%). Las temperaturas de encendido de las Muestras 20 y 21 se compararon con la Muestra de Referencia 19. Un valor negativo indica que las temperaturas de encendido disminuyeron con respecto a la Muestra de Referencia 19.
La Figura 16 muestra una gráfica de la relación N02/NOx (medida como porcentaje) para la Muestra de Referencia 19 y Muestra 21 en función de la temperatura. La relación N02/NOx más alta mostrada en la gráfica es mejor para el desempeño de SCR.
De acuerdo con algunas modalidades detalladas, el artículo catalítico tiene una temperatura de encendido de CO menor y una temperatura de encendido de hidrocarburo luego de añejar durante 12 horas a 800 °C en 10% de vapor que un artículo catalítico preparado similarmente sin promotor.
En esta memoria descriptiva, la referencia a "una modalidad", "determinadas modalidades", "una o más modalidades" o "una modalidad" significa que un rasgo, estructura, material o característica particular descrito en relación con la modalidad está incluido en al menos una modalidad de la invención. Por lo tanto, cuando aparecen las frases tales como "en una o más modalidades", "en determinadas modalidades" o "en una modalidad", en varios lugares de la memoria descriptiva no se refieren necesariamente a la misma modalidad de la invención. Además, los rasgos, estructuras, materiales o características particulares se pueden combinar de cualquier forma adecuada en una o más modalidades.
Pese a que la invención en la presente se describió con referencia a modalidades particulares, se debe entender que estas modalidades son meramente ilustrativas de los principios y aplicaciones de la presente invención. Será evidente para los expertos en la técnica que se pueden hacer varias modificaciones y variaciones al método y aparato de la presente invención sin apartarse del espíritu y alcance de la invención. Por lo tanto, se pretende que la presente invención incluya modificaciones y variaciones que están dentro del alcance de las reivindicaciones adjuntas y sus equivalentes.

Claims (15)

REIVINDICACIONES
1 . Un artículo catalítico que comprende un sustrato que tiene una primera capa de revestimiento que comprende un primer metal del grupo de platino que comprende platino impregnado en soporte no de zeolita promovido con un promotor que se selecciona del grupo que consiste en estaño, manganeso, indio, metal del grupo VIII y combinaciones de estos.
2 . El artículo catalítico de la reivindicación 1 , que comprende además una segunda capa de revestimiento que comprende un segundo metal de grupo de platino en un soporte.
3 . El artículo catalítico de la reivindicación 1 o 2, que comprende además una capa interior de revestimiento que sustancialmente no comprende metal de grupo de platino, la capa interior de revestimiento está ubicada entre el sustrato y la primera capa de revestimiento.
4 . El artículo catalítico de cualquiera de las reivindicaciones 1-3, donde menos de o igual a alrededor de 10 % del total del metal del grupo de platino se encuentra en la segunda capa de revestimiento.
5 . El artículo catalítico de cualquiera de las reivindicaciones 1 -4, donde el promotor está en solución sólida con el soporte no de zeolita.
6 . El artículo catalítico de cualquiera de las reivindicaciones 1 -5, donde el primer metal del grupo de platino comprende una mezcla de platino y paladio.
7 . El artículo catalítico de cualquiera de las reivindicaciones 1 -6, donde uno o más de la primera capa de revestimiento y la segunda capa de revestimiento comprende además una zeolita.
8 . El artículo catalítico de cualquiera de las reivindicaciones 1 -7, donde tanto la primera capa de revestimiento como la segunda capa de revestimiento están sustancialmente libres de zeolita.
9 . El artículo catalítico de cualquiera de las reivindicaciones 1 -8, donde el soporte no de zeolita promovido comprende uno o más de estaño, manganeso, indio e iridio.
10 . Un método para tratar una corriente de gas de escape emitida por un motor diesel que comprende pasar la corriente de gas de escape a través del artículo catalítico de cualquiera de las reivindicaciones 1 -9.
11 . Un sistema de tratamiento de escape que comprende: un motor diesel y un catalizador de oxidación diesel colocado posterior respecto al motor diesel y en comunicación fluida con este, donde el catalizador de oxidación diesel comprende el artículo catalítico de cualquiera de las reivindicaciones 1 -9.
12 . Un método para hacer un artículo catalítico que comprende: impregnar un soporte no de zeolita promovido con un metal del grupo platino que comprende platino, donde el soporte de no zeolita promovido tiene un promotor que se selecciona del grupo que consiste en estaño, manganeso, indio, metal del grupo VIII y combinaciones de estos; secar y calcinar para fijar el metal de grupo de platino en el soporte de no zeolita promovido; formar una suspensión de revestimiento que comprende el soporte de no zeolita promovido y revestir un sustrato con la suspensión de revestimiento.
13 . El método de la reivindicación 12, donde el promotor están en solución sólida con el soporte no de zeolita.
14 . El método de la reivindicación 12 o 13, donde el promotor comprende manganeso, indio e iridio.
15 . El método de cualquiera de las reivindicaciones 12-14, donde el promotor comprende estaño, indio e iridio.
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